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(1)在给煤机上游与煤混合,再一起制粉后喷入炉膛燃烧。
(2)采用专门的破碎装置进行生物质的切割或粉碎,然后在燃烧器上游混入煤粉气流中,或通过专设的生物质燃烧器喷入炉膛燃烧。
(3)将生物质在气化炉中气化,产生的燃气直接通到锅炉中与煤混合燃烧。本文主要以第2种和第3种为研究对象。
技术上,生物质和煤混燃关键是生物质燃料的选择和积灰问题。燃料的选择可以通过管理手段并辅以掺混设备加以解决。下面主要讨论积灰问题。
生物质和煤混燃的可行性,在一定程度上受积灰的影响很大。不同燃料的积灰特性与多种因素相关,如灰的含量、飞灰的粒径分布、灰的组成和灰的流动性。积灰是必须考虑的重要因素,因为积灰对锅炉运行、锅炉效率、换热器表面的腐蚀和灰的最终利用都有重要影响。与煤相比,生物质(如秸秆)和煤混燃时,两种原料之间的相互作用会改变积灰的组成、降低颗粒的收集效率和灰的沉降速率。生物质灰中碱性成分(特别是碱金属K)含量也比较高,且主要以活性成分存在,从火焰中易挥发出来凝结在受热面上形成结渣和积灰,实际商业应用中生物质掺混比最高为15%,当掺比较小时,一般不会发生受热面灰污问题。国际和国内的经验均表明,生物质混燃发电在技术上没有大的障碍,技术上是完全可行的。
3生物质混燃发电政策解析
政策支持是加速生物质混燃发电技术发展的基本动力,世界上许多国家采取直接提供政府补贴、制定税收政策、价格政策、低息贷款政策等经济激励政策。瑞典已颁布了“可持续发展的能源供应法”,对油、煤的消费课以重税,使废木材作为发电的燃料成本较煤更低,有效地推动了生物质发电行业的发展。作为一种清洁环保和可再生资源发电技术,生物质发电产业近年来成为综合效益好和较易实现产业化应用的行业。
我国“十一五”规划明确提出:“建设资源节约、环境友好型社会,大力发展可再生能源,加快开发生物质能,支持发展秸秆发电,建设一批秸秆和林木质电站,生物质发电装机达550万kW。”同时,国家电网的新规划,对生物质混燃发电技术的发展也十分有利。国家财政部已出台《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》,支持企业收集秸秆、生产秸秆能源产品并向市场推广。可见,我国政府正在坚持大力发展生物质能发电产业。
促进生物质混燃发电技术的发展第2个有利条件是根据联合国气候变化框架公约(UNFCCC)、京都议定书和CDM的协议规定,凡是减少CO2排放的项目,均可以通过中国发改委及相关中介机构申请来自发达国家的CDM资金资助。然而不利的因素是我国尚没有适用于生物质混燃项目的CDM项目方法学,较难通过CDM项目和自愿性碳市场融资。中国在对生物质发电项目的增值税、企业所得税、耕地占用税等方面优惠政策还不够明晰;申请享受财政贴息及燃料收、贮、运设备的农机补贴等优惠政策难度较大,限制了生物质混燃发电技术的推广应用。政府要求的混烧量不低于80%,是为了防止某些企业利用国家优惠政策,申报虚假生物质发电项目却大部分采用煤发电的现象发生。但即使80%以上这个比例,也存在着计量问题,不利于生物质混燃发电技术的发展。所以应研究建立在线监测和核查系统,开发适用于生物质混燃项目的CDM项目方法学和电量的检测、核实体系,完善监管机制和审计机制。
促进生物质混燃发电技术发展的其它有利条件:可通过进一步加强地区和国家间的合作,更好地将不同地区和国家所进行的生物质混燃发电研究、开发和示范汇集起来,有助于实现技术的快速转让和推广应用。
4生物质混燃发电经济规律解析
4.1改造小火电厂成本
对有改造价值的小型燃煤电厂进行生物质混燃发电技术改造,与新建秸秆发电机组相比,改造项目具有工作量小、资金投入少、见效快、国外可借鉴的技术成熟等特点。从图1可知,混燃电站在投资成本方面的优越性是明显的。此外,根据生物质燃料供应量调节掺烧比例,甚至掺烧30%的农作物废弃物对锅炉的效率影响都很小,电站也能够稳定运行。增强了燃料选择的灵活性,降低了发电企业运营风险。
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